(57)【要約】  画像化デバイス、システム及び方法が提供される。本開示のいくつかの実施形態は特に、光音響様式及び超音波様式を用いて組織内の関心領域を画像化することを対象とする。いくつかの実施形態では、医療用感知システムが、１つ又は複数の外部光放出器と、血管経路内に配置されるように構成された測定装置とを含む。この１つ又は複数の光放出器と測定装置とを同期させて一緒に動かす。測定装置は、放出された光学パルスと組織との間の相互作用によって生成された音波を受信し、超音波信号を送受信するように構成されている。医療用感知システムはさらに、関心領域の画像を生成するように動作可能な処理エンジンと、関心領域の画像を視覚的に表示するように構成されたディスプレイとを備える。
2019509858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
関心領域内の組織に光学パルスを放出する光放出器であって、アクチュエータに接続された前記光放出器と、
関心領域の血管経路内に配置される測定装置であって、引戻しデバイスに接続された前記測定装置とを備え、
前記アクチュエータ及び前記引戻しデバイスは、前記光放出器及び前記測定装置の動きを調整する、医療用感知システム。
【請求項２】
前記測定装置は、前記光学パルスと前記組織との相互作用の結果として前記組織によって生成された音波を受信し、
超音波信号を送信し、
送信された超音波信号に基づく超音波エコー信号を受信する、請求項１に記載の医療用感知システム。
【請求項３】
前記測定装置と通信する処理エンジンであって、受信した音波及び受信した超音波エコー信号に基づいて前記関心領域の画像を生成するように動作可能な前記処理エンジンをさらに備える、請求項１に記載の医療用感知システム。
【請求項４】
処理エンジンと通信するディスプレイであって、前記関心領域の画像を視覚的に表示する前記ディスプレイをさらに備える、請求項１に記載の医療用感知システム。
【請求項５】
前記アクチュエータが前記引戻しデバイスと通信する、請求項１に記載の医療用感知システム。
【請求項６】
前記アクチュエータ及び前記引戻しデバイスは、前記光放出器と前記測定装置とを一緒に動かす、請求項１に記載の医療用感知システム。
【請求項７】
前記アクチュエータ及び前記引戻しデバイスは、前記光放出器と前記測定装置とを、同期した動きによって一緒に動かす、請求項６に記載の医療用感知システム。
【請求項８】
前記アクチュエータ及び前記引戻しデバイスを制御するように動作可能なコントローラをさらに含む、請求項１に記載の医療用感知システム。
【請求項９】
前記コントローラはさらに、前記光放出器と前記測定装置との動きを同期させるように動作可能である、請求項８に記載の医療用感知システム。
【請求項１０】
前記測定装置はさらに、超音波信号を送信し、送信された超音波信号に基づく超音波エコー信号を受信する少なくとも１つの超音波トランスデューサを備える、請求項１に記載の医療用感知システム。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの超音波トランスデューサはさらに、光学パルスと前記組織との相互作用の結果として前記組織によって生成された音波を受信する、請求項１０に記載の医療用感知システム。
【請求項１２】
前記測定装置はさらに、光学パルスと前記組織との相互作用の結果として前記組織によって生成された音波を受信する少なくとも１つの光音響トランスデューサを備える、請求項１に記載の医療用感知システム。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの光音響トランスデューサ及び少なくとも１つの超音波トランスデューサは、音波と超音波エコー信号とを交互に受信する、請求項１２に記載の医療用感知システム。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの光音響トランスデューサは、前記測定装置の遠位部分の周囲に円周方向に配される、請求項１２に記載の医療用感知システム。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの光音響トランスデューサは、前記測定装置の長手軸の周りで少なくとも１つのトランスデューサを回転させる駆動部材に結合される、請求項１２に記載の医療用感知システム。
【請求項１６】
関心領域をマッピングする方法であって、前記方法は、
患者の体外に配されたレーザ源を用いて、前記レーザ源が患者の体外の第１のパスに沿って動かされながら、血管経路を有する関心領域内の組織上に集束レーザパルスを送信するステップと、
前記関心領域の前記血管経路内に置かれた少なくとも１つの光音響センサを用いて、前記少なくとも１つの光音響センサが前記血管経路内の第２のパスに沿って動かされながら、前記集束レーザパルスと組織との相互作用によって生成された音波を受信するステップと、
受信した音波に基づいて前記関心領域の画像を生成するステップと、
前記関心領域の前記画像をディスプレイに出力するステップとを含む、方法。
【請求項１７】
前記第１のパスが直線的である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１のパスが非直線的である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１のパスが弧状である、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記第２のパスが直線的である、請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
前記第２のパスが非直線的である、請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
前記第２のパスが弧状である、請求項１６に記載の方法。
【請求項２３】
前記関心領域の前記血管経路内に置かれた少なくとも１つの超音波トランスデューサを用いて、前記関心領域内の前記組織に向かって超音波信号を送信するステップと、  前記関心領域の前記血管経路内に置かれた前記少なくとも１つの超音波トランスデューサを用いて、送信された超音波信号の超音波エコー信号を受信するステップとを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２４】
前記関心領域の前記画像を生成するステップが、受信した音波及び受信した超音波エコー信号に基づく、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記レーザ源及び前記少なくとも１つの光音響センサを含む測定装置の動きを選択的に制御するために、コントローラが、１つ又は複数のアクチュエータに制御信号を送信する、請求項１６に記載の方法。
【請求項２６】
前記コントローラは、前記レーザ源と前記少なくとも１つの光音響センサとの動きを同期させる、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記コントローラは、前記第１のパスと前記第２のパスとの長さの違いを考慮する、請求項２５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本開示は一般に、光音響様式及び超音波様式を用いて血管経路及び周囲の組織を画像化及びマッピングすることに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  疾患治療の診断及び成功のレベルの検証におけるイノベーションは、外部画像化プロセスから内部診断プロセスへと移行した。具体的には、カテーテルなどの可撓性の測定装置、又はカテーテル導入手技に使用されるガイドワイヤの遠位端に配置された超小型センサによって血管系の閉塞及び他の血管系疾患を診断する、診断機器及びプロセスが開発された。知られている医療用感知技法には例えば、血管造影、血管内超音波（ＩＶＵＳ）、前方視ＩＶＵＳ（ＦＬ−ＩＶＵＳ）、冠血流予備量比（ＦＦＲ）決定、冠血流予備能（ＣＦＲ）決定、光干渉断層撮影（ＯＣＴ）、経食道超音波心エコー検査、画像誘導治療などがある。
【０００３】
[0003]  例えば、血管内超音波（ＩＶＵＳ）画像化は、治療の必要性を判定し、介入を誘導し、且つ／又はその有効性を評価するために人体内の病気にかかった血管、例えば病気にかかった動脈を評価する診断ツールとして、介入性心臓病学において幅広く使用されている。現在使用されているＩＶＵＳデバイスには大きく分けて、回転ＩＶＵＳデバイスと固体状態ＩＶＵＳデバイス（合成開口フェーズドアレイとしても知られている）の２つのタイプがある。典型的な回転ＩＶＵＳデバイスについて言うと、関心の血管に挿入されたプラスチックのシースの内側でスピン回転する可撓性駆動シャフトの先端に単一の超音波トランスデューサ要素が位置する。側方視回転デバイスでは、デバイスの長手軸に対して概ね垂直に超音波ビームが伝搬するようにトランスデューサ要素の向きが決められる。前方視回転デバイスでは、超音波ビームが先端に向かってより多く伝搬する（いくつかのデバイスでは長手方向の中心線に対して超音波ビームが平行に放出される）ように遠位先端に向けてトランスデューサ要素がピッチングされる。流体で満たされたシースは、スピン回転するトランスデューサ及び駆動シャフトから血管組織を保護し、同時に、超音波信号が、トランスデューサから組織内へ及び組織内からトランスデューサへ伝搬することを許容する。駆動シャフトが回転すると、トランスデューサは、高電圧パルスによって定期的に励振されて、短い超音波バーストを放出する。次いで、同じトランスデューサが、さまざまな組織構造体から反射されて戻って来たエコーを感知する。ＩＶＵＳ医療用感知システムは、トランスデューサの１回の回動の間に実施されたパルス／取得サイクルのシーケンスから、組織、血管、心臓構造体などの２次元表示を組み立てる。ある長さの血管を画像化するために、トランスデューサ要素がスピン回転しながら、血管内でトランスデューサ要素が引き寄せられる。
【０００４】
[0004]  対照的に、固体状態ＩＶＵＳデバイスは、１組のトランスデューサコントローラに接続された超音波トランスデューサのアレイを含むスキャナアセンブリを利用する。側方視及び一部の前方視ＩＶＵＳデバイスでは、デバイスの外周を取り巻いてトランスデューサを分布させる。他の前方視ＩＶＵＳデバイスでは、トランスデューサが、遠位先端に配列された直線アレイであり、トランスデューサは、長手方向の中心線に対してより平行に超音波ビームが伝搬するようにピッチングされる。トランスデューサコントローラは、超音波パルスを送信するトランスデューサセット及びエコー信号を受信するトランスデューサセットを選択する。送信−受信セットのシーケンスを段階的に実施することによって、固体状態ＩＶＵＳシステムは、可動部品なしで、機械的にスキャンされたトランスデューサ要素の効果を合成によって得ることができる。回転する機械要素がないため、血管外傷の危険性を最小限に抑えつつ、血液及び血管組織と直接に接触してトランスデューサアレイを配置することができる。さらに、回転する要素がないためインタフェースが単純になる。この固体状態スキャナは、単純な電気ケーブル及び分離可能な標準的な電気コネクタを用いて医療用感知システムに直接に配線することができる。このスキャナアセンブリのトランスデューサはスピン回転しないが、ある長さの血管を画像化するために、送信−受信セットを段階的に実施して一連の半径方向スキャンを作成する間、血管内でスキャナアセンブリを引き寄せるという点で、操作は回転システムの操作と同様である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
[0005]  回転ＩＶＵＳ及び固体状態ＩＶＵＳは単に、環境の狭い領域をサンプリングし、その結果から２次元又は３次元画像を組み立てる画像化様式のいくつかの例にすぎない。他の例は光干渉断層撮影（ＯＣＴ）を含み、ＯＣＴは、超音波システムとともに使用されている。これらの様式を血管経路内で使用する際の鍵となる課題の１つは、それらの様式においては、血管壁の向こう側の解剖学的構造に関するデータを集める際に制限があるということである。ＯＣＴ画像化は、ＩＶＵＳ画像化よりも高い分解能を与えるが、ＯＣＴは、特に限定された浸透深さを有し、組織の領域を画像化するのにより多くの時間がかかる。
【０００６】
[0006]  最近の別の生医学的画像化様式が光音響画像化である。光音響画像化デバイスは、短いレーザパルスを組織内へ送達し、結果として生じる組織からの音響出力をモニタリングする。組織の全体にわたって光吸収は異なるため、レーザパルスからのパルスエネルギーによって組織内に示差的な加熱が生じる。この加熱及び関連する膨張によって、組織の光吸収に対応する音波が生成される。「ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＩＤＥＮＴＩＦＹＩＮＧ  ＶＡＳＣＵＬＡＲ  ＢＯＲＤＥＲＳ」という名称の米国特許出願公開第２０１３／００４６１６７号に記載されているように、これらの音波を検出することができ、それらの音波を分析することによって組織の画像を生成し、関連する血管構造体を識別することができる。この文献は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれている。
【０００７】
[0007]  したがって、これらの理由及びその他の理由から、血管経路及び周囲の組織のマッピングを可能にする改良されたシステム及び技法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
[0008]  本開示の実施形態は、光音響及びＩＶＵＳ画像化システムを結合するマッピングシステムを提供する。このシステムを使用して、血管経路及び周囲の組織をマッピングする。
【０００９】
[0009]  いくつかの実施形態では、医療用感知システムが提供される。この医療用感知システムは、関心領域内の組織に光学パルスを放出するように構成された光放出器であって、アクチュエータに接続された光放出器と、関心領域の血管経路内に配置されるように構成された測定装置であって、引戻しデバイスに接続された測定装置とを備え、アクチュエータ及び引戻しデバイスは、光放出器及び測定装置の動きを調整するように構成されている。
【００１０】
[0010]  いくつかの実施形態では、測定装置が、光学パルスと組織との相互作用の結果として組織によって生成された音波を受信し、超音波信号を送信し、送信された超音波信号に基づく超音波エコー信号を受信するように構成される。このシステムは、測定装置と通信する処理エンジンであって、受信した音波及び受信した超音波エコー信号に基づいて関心領域の画像を生成するように動作可能な処理エンジンを備えることができる。このシステムは、処理エンジンと通信するディスプレイであって、関心領域の画像を視覚的に表示するように構成されたディスプレイを備えることができる。
【００１１】
[0011]  いくつかの実施形態では、アクチュエータが引戻しデバイスと通信する。アクチュエータ及び引戻しデバイスは、光放出器と測定装置を一緒に動かすことができる。さらに、アクチュエータ及び引戻しデバイスは、光放出器と測定装置とを、同期した動きによって一緒に動かすことができる。このシステムはさらに、アクチュエータ及び引戻しデバイスを制御するように動作可能なコントローラを含むことができる。コントローラはさらに、光放出器と測定装置との動きを同期させるように動作可能とすることができる。いくつかの実施形態では、測定装置はさらに、超音波信号を送信し、送信された超音波信号に基づく超音波エコー信号を受信するように構成された少なくとも１つの超音波トランスデューサを備える。少なくとも１つの超音波トランスデューサはさらに、光学パルスと組織との相互作用の結果として組織によって生成された音波を受信するように構成することができる。
【００１２】
[0012]  いくつかの実施形態では、測定装置はさらに、光学パルスと組織との相互作用の結果として組織によって生成された音波を受信するように構成された少なくとも１つの光音響トランスデューサを備える。少なくとも１つの光音響トランスデューサ及び少なくとも１つの超音波トランスデューサは、音波と超音波エコー信号とを交互に受信するように構成することができる。少なくとも１つの光音響トランスデューサは、測定装置の遠位部分の周囲に円周方向に配することができる。少なくとも１つの光音響トランスデューサは、測定装置の長手軸の周りで少なくとも１つのトランスデューサを回転させる駆動部材に結合されることができる。
【００１３】
[0013]  いくつかの実施形態では、関心領域をマッピングする方法が提供される。この方法は、患者の体外に配されたレーザ源を用いて、レーザ源を患者の体外の第１のパス（経路）に沿って動かしながら、血管経路を有する関心領域内の組織上に集束レーザパルスを送信するステップと、関心領域の血管経路内に置かれた少なくとも１つの光音響センサを用いて、少なくとも１つの光音響センサを血管経路内の第２のパスに沿って動かしながら、集束レーザパルスと組織との相互作用によって生成された音波を受信するステップと、受信した音波に基づいて関心領域の画像を生成するステップと、関心領域の画像をディスプレイに出力するステップとを含む。
【００１４】
[0014]  いくつかの実施形態では、第１のパスは直線的である。第１のパスを非直線的又は弧状とすることもできる。いくつかの実施形態では、第２のパスは直線的である。第２のパスを非直線的又は弧状とすることもできる。この方法はさらに、関心領域の血管経路内に置かれた少なくとも１つの超音波トランスデューサを用いて、関心領域内の組織に向かって超音波信号を送信するステップと、関心領域の血管経路内に置かれた少なくとも１つの超音波トランスデューサを用いて、送信された超音波信号の超音波エコー信号を受信するステップとを含むことができる。
【００１５】
[0015]  いくつかの実施形態では、関心領域の画像を生成するステップが、受信した音波及び受信した超音波エコー信号に基づく。レーザ源及び少なくとも１つの光音響センサを含む測定装置の動きを選択的に制御するために、コントローラが、１つ又は複数のアクチュエータに制御信号を送信することができる。コントローラは、レーザ源と少なくとも１つの光音響センサとの動きを同期させることができる。いくつかの実施形態では、コントローラは、第１のパスと第２のパスとの長さの違いを考慮する。
【００１６】
[0016]  本開示の追加の態様、特徴及び利点は、以下の詳細な説明から明白になるだろう。
【００１７】
[0017]  次に、添付図面を参照して本開示の例示的な実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】[0018]  本開示のいくつかの実施形態による医療用感知システムの概略図である。
【図１Ｂ】[0019]  本開示のいくつかの実施形態による医療用感知システムの概略図である。
【図１Ｃ】[0020]  例示的なセンサアレイを備える、本開示のいくつかの実施形態による医療用感知システムの概略図である。
【図１Ｄ】[0021]  別の例示的なセンサアレイを備える、本開示のいくつかの実施形態による医療用感知システムの概略図である。
【図２】[0022]  本開示の一実施形態による、血管経路内に置かれた器具及び外部放出器を含む、血管経路及び周囲の組織の概略斜視図である。
【図３】[0023]  本開示の一実施形態による、血管経路内を動いている器具及び動いている外部放出器を含む、血管経路及び周囲の組織の概略斜視図である。
【図４】[0024]  本開示の一実施形態による、血管経路内を動いている器具及び動いている外部放出器を含む、曲がった血管経路及び周囲の組織の概略斜視図である。
【図５】[0025]  本開示の一実施形態による、血管経路内を動いている器具及び動いている外部放出器を含む、血管経路及び周囲の組織の概略斜視図である。
【図６】[0026]  本開示のいくつかの実施形態による、光音響様式及び超音波様式を用いて血管経路をマッピングする方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
[0027]  本開示の原理の理解を促すため、次に、図面に示された実施形態を参照する。それらの実施形態を説明するために特定の用語が使用される。それにもかかわらず、本開示の範囲を限定しないことが意図されていることが理解されるだろう。本開示が関係する技術分野の当業者であれば普通に理解することだが、記載されたデバイス、システム及び方法に対するあらゆる改変及びさらなる変更、並びに本開示の原理のあらゆるさらなる用途は全て企図され、本開示の範囲に含まれる。例えば、血管内感知システムは心臓血管画像化に関して説明されるが、血管内感知システムがこの用途だけに限定されることは意図されていないことが理解される。このシステムは、患者の管腔又は腔内での画像化を必要とするどの用途にも等しく適している。具体的には、１つの実施形態に関して説明された特徴、構成要素及び／又はステップを、本開示の他の実施形態に関して説明された特徴、構成要素及び／又はステップと組み合わせることが完全に企図される。しかしながら、簡潔にするため、これらの多数の組合せを反復して別々に説明することはしない。
【００２０】
[0028]  図１Ａは、本開示のいくつかの実施形態による医療用感知システム１００の概略図である。医療用感知システム１００は、（カテーテル、ガイドワイヤ又はガイドカテーテルなどの）測定装置１０２を含む。本明細書で使用されるとき、「測定装置」又は「可撓性測定装置」は、少なくとも、患者の血管系に挿入することができる任意の細長い可撓性構造体を含む。本開示の「測定装置」の図示された実施形態は、可撓性測定装置１０２の外径を画定する円形の断面輪郭を有する円筒形の輪郭を有するが、他の事例では、可撓性測定装置１０２の全体又は一部分が、（例えば長円形、長方形、正方形、楕円形などの）他の幾何学的断面輪郭又は非幾何学的断面輪郭を有する。可撓性測定装置１０２は例えばガイドワイヤ、カテーテル及びガイドカテーテルを含む。この点に関して、カテーテルは、カテーテルの長さの全体又は一部分に沿って延びる、他の器具を受け入れ且つ／又は誘導するための管腔を含むことがあり、又は含まないことがある。カテーテルが管腔を含む場合、この管腔は、デバイスの断面輪郭の中心に置くことができ、又はデバイスの断面輪郭の中心からずれていてもよい。
【００２１】
[0029]  医療用感知システム１００はさまざまな用途で利用され、医療用感知システム１００を使用して、生体内の血管経路及び血管構造体を評価することができる。そのために、測定装置１０２は血管通路１０４内へ進められる。血管通路１０４は、画像化する生体内にあって、流体で満たされた又は流体によって取り囲まれた自然及び人工の構造体を表し、例えば、限定はされないが、肝臓、心臓、腎臓を含む器官、体の血液系又は他の系内の弁などの構造体を含みうる。自然の構造体を画像化することに加えて、画像はさらに、限定はされないが、心臓弁、ステント、シャント、フィルタ及び体内に置かれた他のデバイスなどの人工構造体を含む。測定装置１０２は、血管経路１０４に関する診断データを集めるために装置１０２の長さに沿って配された１つ又は複数のセンサ１０６を含む。さまざまな実施形態では、１つ又は複数のセンサ１０６が、ＩＶＵＳ画像化、圧力、流量、ＯＣＴ画像化、経食道超音波心エコー検査、温度、他の適当な様式及び／又はこれらの組合せなどの感知様式に対応する。
【００２２】
[0030]  図１Ａの例示的な実施形態では、測定装置１０２が固体状態ＩＶＵＳデバイスを含み、センサ１０６が、１つ又は複数のＩＶＵＳ超音波トランスデューサ及び／又は光音響トランスデューサ、並びに関連制御機構を含む。本明細書で使用されるとき、「光音響トランスデューサ」は、少なくとも、光学パルスと組織との相互作用の結果として生成された光音響波を検出するように構成されたセンサを含む。一実施形態では、光音響トランスデューサが、ＩＶＵＳ超音波トランスデューサと同じ超音波検出機構を利用する。いくつかの実施態様では、単一のトランスデューサが、ＩＶＵＳトランスデューサと光音響トランスデューサとの両方の役目を果たすことができる。別の実施形態では、光音響トランスデューサが、ＩＶＵＳ超音波トランスデューサの検出機構とは別の専用の光音響波検出機構を使用する。別の実施形態では、光音響トランスデューサが、ＩＶＵＳ超音波トランスデューサの検出機構とは別の専用の光音響波検出機構を使用する。図１Ａのシステムは、Ｖｏｌｃａｎｏ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＥａｇｌｅ  Ｅｙｅ（登録商標）  Ｐｌａｔｉｎｕｍカテーテルに関連したフェーズドアレイＩＶＵＳデバイス、システム及び方法の態様、並びに米国特許第７，８４６，１０１号及び／又は２０１５年７月２９日に出願された米国特許出願第１４／８１２，７９２号に記載されたフェーズドアレイＩＶＵＳデバイス、システム及び方法の態様を含むことができる。これらの文献はそれぞれ、その全体が参照によって本明細書に組み込まれている。
【００２３】
[0031]  センサ１０６は、血管経路１０４及び周囲の解剖学的構造体の断面表現を得るために超音波エネルギーを半径方向１１０に放出するように、測定装置１０２の外周を取り巻いて配列及び配置される。画像化するエリアの近くにセンサ１０６が置かれると、制御回路が、血管経路１０４及び周囲の構造体によって反射される超音波パルスを送信する１つ又は複数のＩＶＵＳトランスデューサを選択する。制御回路はさらに、超音波エコー信号を受信する１つ又は複数のトランスデューサを選択する。送信−受信セットのシーケンスを段階的に実施することによって、医療用感知システム１００は、可動部品なしで、機械的にスキャンされたトランスデューサ要素の効果を合成によって得ることができる。
【００２４】
[0032]  一実施形態では、センサ１０６が、測定装置１０２の遠位部分の周囲に円周方向に配される。別の実施形態では、センサ１０６が、測定装置１０２の本体の内部に含まれる。他の実施形態では、センサ１０６が、測定装置１０２を横切って半径方向に、又は測定装置１０２に接続された可動駆動部材上に、又は測定装置１０２に接続された１つ若しくは複数の平面アレイ上に配される。
【００２５】
[0033]  いくつかの実施形態では、コンソール１１６に含めることができる処理エンジン１３４が、ＩＶＵＳ様式と光音響様式との両方から取得された画像化データを結合して、単一の視覚化にする。このＩＶＵＳ様式と光音響様式との両方の様式の使用は、単一の様式を使用した従来のシステムが提供しないいくつかの利点を提供する。第１に、光音響センサの追加は、従来のＩＶＵＳ法だけよりも高分解能のマッピングを可能にする。第２に、ＩＶＵＳ様式と光音響様式との組合せは、ＯＣＴ画像化又は他の方法よりも速い画像化速度を可能にする。第３に、この組合せは、血管経路の周囲の組織の２次元及び／又は３次元画像化を可能にする。第４に、光音響画像化の使用は、周囲の組織をより多く含むことによって、ＩＶＵＳマッピング手法の診断範囲を拡張する。具体的には、結合されたＩＶＵＳ及び光音響マッピングは、プラーク、狭窄及び他の形態の血管疾患を検出する際の超音波の信頼性を犠牲にすることなしに、あるタイプの癌、組織損傷の検出及び多数の血管経路のマッピングを可能にすることができる。第５に、これらの２つの様式を組み合わせることは、大幅なコスト節減を可能にする。これは、既存のＩＶＵＳシステムを、両方の様式を使用するマッピングシステムに適合させることができるためである。第６に、光学パルスと組織とが相互作用し、組織からの光音響波の放出が全方向であるため、トランスデューサと同じ軸に沿って光学パルスが放出される必要がない。このことは、組み合わされた光音響及びＩＶＵＳ手法を実行する際のより大きな柔軟性を可能にし、深部の血管経路又は入り組んだ血管経路に沿ってであっても精密なマッピング手法を可能にする。第７に、本開示のマッピング能力を、いくつかの形態のレーザ治療と統合することができる。例えば、光放出器を診断モードで使用することによって組織の疾患診断が達成される。診断後、光放出器を治療モードに切り換えることができる。この点に関して、血管系及び周囲の組織のマッピングを使用して、治療の適用を誘導することができる。この光学的治療が終了した後に、光放出器を再び診断モードに切り換えて、組織の病変部分の治療を確認することができる。
【００２６】
[0034]  センサデータは、ケーブル１１２を介して、患者インタフェースモジュール（ＰＩＭ）１１４及びコンソール１１６に送信され、さらに、コンソール１１６の内部に配することができる処理エンジン１３４に送信される。この１つ又は複数のセンサ１０６からのデータは、コンソール１１６の処理エンジン１３４によって受信される。他の実施形態では、処理エンジン１３４が、測定装置１０２から物理的に分離されており、（例えば無線通信によって）測定装置と通信する。いくつかの実施形態では、処理エンジン１３４が、センサ１０６を制御するように構成される。ＩＶＵＳ様式と光音響様式との両方を使用した手法で血管経路１０４をマッピングするために、信号の送信及び受信の精確なタイミングが使用される。具体的には、いくつかの手法は、信号を交互に送信及び受信するようにセンサ１０６を起動することを含む。光音響信号と超音波信号との両方を受信するように構成された１つ又は複数のＩＶＵＳトランスデューサを使用するシステムでは、血管経路及び周囲の組織のマッピング中に１つ又は複数のトランスデューサの状態（例えば送信／受信）を制御するように、処理エンジン１３４を構成することができる。
【００２７】
[0035]  さらに、いくつかの実施形態では、処理エンジン１３４、ＰＩＭ１１４及びコンソール１１６、並びに／又は同じシステム、ユニット、シャーシ若しくはモジュールの部分が併置される。処理エンジン１３４、ＰＩＭ１１４及び／又はコンソール１１６は協力して、ディスプレイ１１８上に画像として表示するセンサデータを組み立て、処理し、レンダリングする。例えば、さまざまな実施形態において、処理エンジン１３４、ＰＩＭ１１４及び／又はコンソール１１６は、センサ１０６を構成するための制御信号を生成し、センサ１０６を起動するための信号を生成し、センサデータの増幅、フィルタリング及び／又は集約を実行し、センサデータを、表示用の画像としてフォーマットする。これらのタスク及びその他のタスクの割当ては、さまざまなやり方で、処理エンジン１３４、ＰＩＭ１１４及びコンソール１１６の間で分散させることができる。
【００２８】
[0036]  図１Ａをさらに参照すると、測定装置１０２に引戻しデバイス（ｐｕｌｌｂａｃｋ  ｄｅｖｉｃｅ）１３８が接続されている。いくつかの実施形態では、引戻しデバイス１３８が、血管経路１０４の中で測定装置１０２を引っ張るように構成されている。１つ若しくは複数の固定された速度で、及び／又は１つ若しくは複数の固定された距離だけ測定装置を引っ張るように、引戻しデバイス１３８を構成することができる。他の事例では、可変の速度で及び／又は可変の距離だけ測定装置を引っ張るように、引戻しデバイス１３８が構成される。引戻しデバイス１３８は、雄型／雌型プラグの相互作用、機械的結合、留め具及び／又はこれらの組合せなどの機械的接続によって、測定装置１０２に選択的に接続することができる。さらに、いくつかの事例では、引戻しデバイス１３８が、ＰＩＭ１１４と機械的に結合されており、且つ／又はＰＩＭ１１４と一体化されている。このような事例では、測定装置１０２をＰＩＭ１１４に接続することによって、引戻しデバイス１３８を測定装置１０２に結合することができる。ケーブル、トラック、ワイヤ又はリボンを横切って引戻しデバイス１３８をスライドさせることができる。いくつかの実施形態では、引戻しデバイス１３８が、処理エンジン１３４、ＰＩＭ１１４又はコンソール１１６のうちの１つ又は複数と通信する。さらに、引戻しデバイス１３８は、処理エンジン１３４、ＰＩＭ１１４又はコンソール１１６を通して送られた信号によって制御される。外部光放出器を駆動するアクチュエータなどの別の動作デバイスと通信するように、引戻しデバイス１３８を配置することもできる。いくつかの実施形態では、外部光放出器と測定装置１０２とを同期して動かすために、アクチュエータが、引戻しデバイス１３８と同期される。
【００２９】
[0037]  さまざまなセンサ１０６に加えて、測定装置１０２は、図１Ａに示されているようなガイドワイヤ出口ポート１２０を含む。ガイドワイヤ出口ポート１２０は、血管構造体（すなわち血管経路）１０４を通して部材１０２を導くためにガイドワイヤ１２２を遠位端に向かって挿入することを可能にする。これに応じて、いくつかの事例では、測定装置１０２が、ラピッドエクスチェンジカテーテルである。それに加えて又はその代わりに、血管経路１０４内のガイドカテーテル１２４の内側で測定装置１０２を前進させることもできる。一実施形態では、測定装置１０２が、膨張可能なバルーン部分１２６を遠位先端近くに含む。バルーン部分１２６は、ＩＶＵＳデバイスの長さに沿って延びる管腔に対して開いており、膨張ポート（図示せず）で終わる。膨張ポートを介してバルーン１２６を選択的に膨らませ、又はしぼませる。他の実施形態では、測定装置１０２がバルーン部分１２６を含まない。
【００３０】
[0038]  図１Ｂは、本開示のいくつかの実施形態による代替的な測定装置１０２を含むシステムの略図である。図１Ｂの測定装置１０２は、回転ＩＶＵＳ超音波システムなどの回転デバイスの特徴をよく示しており、その１つ又は複数のセンサ１０６は、超音波エネルギーを半径方向１１０に放出するように配列された１つ又は複数のＩＶＵＳトランスデューサ、及び１つ又は複数の光音響トランスデューサを含む。この場合も、単一のトランスデューサが、ＩＶＵＳトランスデューサと光音響トランスデューサとの両方の役目を果たすことができる。このような実施形態では、血管経路１０４の断面図を得るために、その１つ又は複数のセンサ１０６を、測定装置１０２の長手軸の周りで機械的に回転させる。図１Ｂのシステムは、Ｖｏｌｃａｎｏ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＲｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（登録商標）カテーテルに関連した回転ＩＶＵＳデバイス、システム及び方法の態様、並びに米国特許第５，２４３，９８８号、第５，５４６，９４８号及び第８，１０４，４７９号及び／又は２０１５年８月２７日に出願された米国特許出願第１４／８３７，８２９号に記載された回転ＩＶＵＳデバイス、システム及び方法の態様を含むことができる。これらの文献はそれぞれ、その全体が参照によって本明細書に組み込まれている。
【００３１】
[0039]  図１Ｃ及び図１Ｄは、測定装置１０２とともに使用される、本開示のいくつかの実施形態による代替的なセンサアレイ１２８を示す。具体的には、センサアレイ１２８は、ＩＶＵＳトランスデューサ、ＩＶＵＳ放出器、光音響トランスデューサ及び光放出器を含む１つ又は複数のセンサ１０６及び放出器を含む。図１Ｃでは、測定装置１０２の外周を取り巻いてセンサアレイ１２８が配されている。センサアレイ１２８の中には２つ以上の異なるタイプのセンサ１０６が配置されている。具体的には、センサアレイ１２８の中には、第１のタイプのセンサ１３０が、第２のタイプのセンサ１３２とともに配置されている。図１Ｃの例では、アレイ１２８上に、第１及び第２のタイプのセンサ１３０、１３２が交互に配されている。いくつかの実施形態では、アレイ１２８上に、第１及び第２のタイプのセンサ１３０、１３２が、第１のタイプの個々のセンサ１３０が互いに隣り合わないようなチェッカー盤（ｃｈｅｃｋｅｒｂｏａｒｄ）構成で配されている。さらに、第１及び第２のタイプのセンサ１３０、１３２は、アレイ１２８の面積のうち大雑把に等しい割合を占めることができる。図１Ｃの例ではこれらのセンサが長方形又は正方形に見えるが、第１及び第２のタイプのセンサ１３０、１３２は、円形、楕円形、多角形又は他の形状を有することができる。第１及び第２のタイプのセンサ１３０、１３２は、測定装置１２０を横切って間隔を置いて配置することができ、又は、互いに面一に配置することもできる。
【００３２】
[0040]  図１Ｄの例では、２つ以上の異なるタイプのセンサ１３０、１３２の列が交互に配されたセンサアレイ１２８が示されている。これらの列は、半径方向に配されており、測定装置１０２の周囲に部分的に又は完全に広がっている。いくつかの実施形態では、センサの列が、個々の列の端が互いに揃っていないような互い違いの編成で配置される。いくつかの実施形態では、センサの列が、間隔を置かずに互いに隣接して配置される。或いは、センサの列が、測定装置１０２を横切って間隔を置いて配置される。いくつかの場合には、測定装置１０２上に、２、３、４又は５列のセンサが交互に配される。上で論じたとおり、アレイ１２８は、測定装置１０２の軸を軸にして回転するように構成されている。
【００３３】
[0041]  本開示のシステムはさらに、整理番号ＩＶＩ−００８２−ＰＲＯ／４４７５５．１５８６ＰＶ０１、整理番号ＩＶＩ−００８３−ＰＲＯ／４４７５５．１５８７ＰＶ０１、整理番号ＩＶＩ−００８７−ＰＲＯ／４４７５５．１５９０ＰＶ０１、及び／又は整理番号ＩＶＩ−００８８−ＰＲＯ／４４７５５．１５８９ＰＶ０１に記載された１つ又は複数の特徴を含むことができる。これらの文献はそれぞれ本出願と同日に出願されたものであり、その全体が参照によって本明細書に組み込まれている。
【００３４】
[0042]  図２は、血管経路１０４及び周囲の組織２１０の概略斜視図であり、血管経路１０４内には、図１Ａ〜図１Ｄに示された測定装置１０２などの測定装置１０２が配されている。組織内の関心のエリアに向かって光学パルス２３０を放出している光放出器２２０も示されている。いくつかの実施形態では、この関心のエリアが、血管経路１０４の部分並びに隣接する組織を含む。いくつかの実施形態では、光放出器２２０が、関心のエリアに向かって短いレーザパルスを放出するレーザ源である。これらのレーザパルスは、焦点２４２において組織２１０と相互作用し、組織２１０及び血管経路１０４の中を伝搬する一連の光音響波２４０を生成する。光音響波２４０は、測定装置１０２に接続されたセンサ１０６によって受信される。センサ１０６はさらに、血管経路壁に向かって超音波信号を送信し、反射された対応する超音波エコーを受信することにより光音響波２４０から独立して血管経路１０４を画像化及び／又はマッピングしてもよい。
【００３５】
[0043]  手術者は、血管経路１０４を画像化及び／又はマッピングするために、測定装置１０２を血管経路１０４内で動かす。いくつかの場合には、測定装置のセンサ１０６に向かって光学パルス２３０を放出するように、光放出器２２０が構成される。血管経路１０４の長さに沿って測定装置１０２が光音響波を受信するように、測定装置１０２の動きに対応する方式で光放出器２２０を外部から動かすこともできる。いくつかの実施形態では、光放出器２２０を、測定装置１０２と同様の速度で測定装置１０２と同様の方向に動かす。いくつかの実施形態では、測定装置１０２の端に取り付けられた引戻しデバイス１３８によって測定装置を動かす。この引戻しデバイスは、図１Ａ及び図１Ｂの引戻しデバイス１３８とすることができる。
【００３６】
[0044]  いくつかの実施形態では、コネクタ２５０によって光放出器２２０にアクチュエータ２３２が接続される。いくつかの場合には、このアクチュエータ２３２が引戻しデバイスであり、コネクタ２５０が締付けデバイスである。他の場合には、コネクタ２５０が、剛性に富むデバイス、例えば剛性に富む細長い部材、例えばロッド、バー、フレームなどである。コネクタ２５０は、雄型／雌型プラグの相互作用、機械的結合、留め具及び／又はこれらの組合せなどの機械的接続によって、光放出器２２０及びアクチュエータ２３２に選択的に結合することができる。或いは、コネクタ２５０を、アクチュエータ２３２及び／若しくは光放出器２２０のうちの１つ若しくは複数に永続的に取り付け、且つ／又はアクチュエータ２３２及び／若しくは光放出器２２０のうちの１つ若しくは複数と一体に形成することもできる。アクチュエータ２３２と引戻しデバイス１３８が対応して動くように、アクチュエータ２３２を引戻しデバイス１３８に機械的に結合することができる。いくつかの実施形態では、アクチュエータ２３２が、光放出器２２０と一緒に動くように構成される。さらに、アクチュエータ２３２及び光放出器２２０を、患者の体外に配されたトラック、フレーム又はワイヤに沿って動くように構成してもよい。
【００３７】
[0045]  光放出器２２０と測定装置１０６を一緒に動かすために、アクチュエータ２３２と（測定装置１０２に接続された）引戻しデバイス１３８とを同期させる。いくつかの場合には、アクチュエータ２３２及び引戻しデバイス１３８が制御デバイスと通信する。この制御デバイスは、アクチュエータ２３２と引戻しデバイス１３８との動きを同期させる信号をアクチュエータ２３２及び引戻しデバイス１３８に送る。或いは、光放出器２２０と測定装置１０２との同期した動きを提供するために、アクチュエータ２３２と引戻しデバイス１３８が互いに直接に通信する。同期移動は、２つ以上の物体が同一の方向に同じ速度で動いていることを表す。しかしながら、同期した動きは、２つ以上の物体が、同一の方向でも又は同じ速度でもない対応する方式で動いていることも表す。いくつかの場合には、物体をなんらかの手法で一緒に動かすために、それらの物体に、対応する運動を適用することができる。例えば、患者の体の外側に沿って外部光放出器２２０を直線的に動いている間に、測定装置１０２を、曲がった血管経路内で動かすことができる。この場合、測定装置１０２と光放出器２２０との運動は対応しているが、同一ではない。測定装置１０２と放出器２２０とが異なる方向に異なる速度で動いていても、依然として測定装置１０２と放出器２２０とが同期していることがある。いくつかの実施形態では、光放出器２２０と測定装置１０２との間の動きが、血管経路内を通るマッピングルートに沿って測定装置１０２が光音響波を受信することを可能にする。いくつかの実施形態では、測定装置１０２及び光放出器２２０が機能可能なゾーン内に留まるように、測定装置１０２及び光放出器２２０を動かす。より詳細には、機能可能なゾーンは、光学パルス２３０の結果として生成された音波２４０が測定デバイス１０２のセンサ１０６によって受信されるエリアと定義される。同期した動きについては、図３〜図５を参照して後にさらに説明する。
【００３８】
[0046]  いくつかの場合には、光学パルス２３０の周波数及び長さを変化させることによって、光学パルスが組織内を進む距離を制御する。図２の例では、異なる深さ２４４まで組織２１０に浸透する光学パルス２３０を生成するように、光放出器２２０を制御する。光学パルス２３０の浸透深さの制御は、血管経路及び周囲の組織のより完全なマッピングを手術者が達成することを可能にする。
【００３９】
[0047]  図３は、血管経路１０４内に配された測定装置１０２及び外部光放出器２２０を示す。測定装置１０２は、１つ又は複数のセンサ１０６を含むことができる。いくつかの場合には、センサ１０６が、測定装置１０２の長手軸の周りで回転する。光放出器２２０にはアクチュエータ２３２が接続されており、アクチュエータ２３２は、光放出器２２０を動かすように動作可能である。測定装置１０２には引戻しデバイス１３８が接続されており、引戻しデバイス１３８は、測定装置１０２を動かすように動作可能である。点線２３４によって示されているとおり、アクチュエータ２３２と引戻しデバイス１３８は通信する。上で論じたとおり、処理エンジン１３４、ＰＩＭ１１４又はコンソール１１６などの外部制御デバイスを介して、アクチュエータ２３２と引戻しデバイス１３８とを接続することができる。それに加えて又はその代わりに、アクチュエータ２３２と引戻しデバイス１３８とが直接に通信してもよい。光放出器２２０と測定装置１０２との動きを同期させる。図３の例では、光放出器２２０及び測定装置１０２がそれぞれ、第１の位置３０４ａ及び第１の位置３０２ａに配置されている。アクチュエータ２３２は、動き方向３１０ａに沿って光放出器２２０を第２の位置３０４ｂまで駆動し、引戻しデバイス１３８は、動き方向３１０ｂに沿って測定装置１０２を第２の位置３０２ｂまで動かす。この場合、測定装置１０２がその中を動く血管経路１０４は比較的にまっすぐであるため、方向３１０ａは方向３１０ｂと等価である。いくつかの場合には、光放出器２２０と測定装置１０２とが同時に動く。光音響波２４０は、第１の位置３０２ａ及び第２の位置３０２ｂ並びにそれらの間の中間位置において、測定装置１０２に接続されたセンサアレイ１０６に到達することに留意されたい。
【００４０】
[0048]  図４は、曲がった血管経路１０４内に配された測定装置１０２及び外部光放出器２２０を示す。光放出器２２０と測定装置１０２とを同期させて動かす。図４の例では、光放出器２２０と測定装置１０２との同期した動きが、血管経路に沿った異なる位置で光音響波が光放出器２２０に到達することを可能にするように機能可能である。具体的には、アクチュエータ２３２が、移動方向４１０ａに沿って光放出器２２０を第１の位置４０４ａから第２の位置４０４ｂまで駆動し、引戻しデバイス１３８が、動き方向４１０ｂに沿って測定装置１０２を第１の位置４０２ａから第２の位置４０２ｂまで動かす。この場合、図３の例とは違い、光放出器２２０の動き方向４１０ａと測定装置１０２の動き方向４１０ｂとは厳密には同じではない。具体的には、測定装置１０２が適応しなければならない血管経路１０４が湾曲しているため、測定装置１０２の動き方向４１０ｂは弧状であり、動き方向４１０ａよりも長い。さらに、パスの長さの違いを考慮するため、光放出器２２０は、動き方向４１０ｂに沿って測定装置１０２が動く速度よりも遅い速度で、動き方向４１０ａに沿って動くことができる。図４の例でも、図３と同様に、光音響波２４０は、第１の位置４０２ａ及び第２の位置４０２ｂ並びにそれらの間の中間位置において、測定装置１０２に接続されたセンサアレイ１０６に到達することに留意されたい。具体的には、光放出器２２０及び測定装置１０２が動く速度及び方向は、マッピングルートに沿って測定装置１０２が光音響波２４０を受信することを可能にするように動作可能である。
【００４１】
[0049]  図５は、血管経路１０４内に配された測定装置１０２及び外部光放出器２２０を示す。光放出器２２０と測定装置１０２とを同期させて動かす。この例では、体の一部分の周りで回動する弧状のパスに沿って光放出器２２０が動く。具体的には、アクチュエータ２３２が、弧状の動き方向５１０ａに沿って光放出器２２０を第１の位置５０４ａから第２の位置５０４ｂまで駆動し、引戻しデバイス１３８が、動き方向５１０ｂに沿って測定装置１０２を第１の位置５０２ａから第２の位置５０２ｂまで動かす。図５の例では、光放出器２２０の速度及び動き方向５１０ａが、測定装置１０２の速度及び動き方向５０１ｂと等価でない。具体的には、弧状の動き方向５１０ａの方が動き方向５１０ｂよりも長い。さらに、パスの長さの違いを考慮するため、光放出器２２０は、（方向５１０ｂに沿って動く）測定装置１０２よりも速い速度で方向５１０ａに沿って動くことができる。図５には、光放出器２２０の動きベクトルのｘ成分５１０ｃが、測定装置１０２の動きベクトルと等価であるとして示されている。いくつかの場合には、ｘ成分５１０ｃの方向の光放出器２２０の速度が方向５１０ｂの測定装置１０２の速度と等しい。
【００４２】
[0050]  図５の例では、光放出器２２０に接続されたアクチュエータ２３２が光放出器２２０と一緒に動く。いくつかの実施形態では、アクチュエータ２３２が、光放出器２２０との剛性接続を有し、トラック又はワイヤに沿って光放出器２２０と一緒に動く。他の実施形態では、アクチュエータ２３２が光放出器２２０と一緒には動かず、操作の間、静止したままである。いくつかの場合には、１つ又は複数のセンサ１０６が常に光放出器２２０の方を向くような形で測定装置１０２の周りで回転するように、１つ又は複数のセンサ１０６が構成される。或いは、１つ又は複数のセンサ１０６が測定装置１０２の周囲に円周方向に配され、独立して回転することがない。
【００４３】
[0051]  図６は、光音響様式とＩＶＵＳ様式との両方を使用して関心のエリアをマッピングする方法６００を示す流れ図である。方法６００のステップの前、間及び後にステップを追加することができること、並びにこの方法の他の実施形態のために、記載されたステップのうちの一部のステップを置き換え又は排除することができることが理解される。具体的には、ステップ６０４、６０６、６０８及び６１０を同時に実行すること、又は後に論じるようにこれらのステップをさまざまな順序で実行することができる。
【００４４】
[0052]  ステップ６０２で、方法６００は、外部レーザ源を起動するステップを含むことができる。このレーザ源は、図２〜図５の光放出器２２０とすることができる。いくつかの場合には、通信システムが、電子信号又は光学信号によってこの外部レーザ源を起動する。この信号は無線で送ることができ、外部レーザ源は、無線信号受信器を備えることができる。
【００４５】
[0053]  ステップ６０４で、方法６００は、２つ以上のタイプのセンサを含むセンサアレイを備える測定デバイスを有する関心領域内の組織上にレーザパルスを集束させるステップを含むことができる。いくつかの実施形態では、この関心領域が、少なくとも１つの血管経路１０４の一部分を含む組織の一部分を含む。この測定デバイスは血管経路１０４内に配される。関心領域は、その組織の疑わしい問題若しくは診断された問題に基づいて、又は組織の１つの領域が血管経路１０４内の問題に近いことに基づいて選択することができる。他の実施形態では、関心領域が、より全体的なマッピング計画の部分である。例えば、血管経路１０４の１つの区画のマッピング計画は、血管経路１０４の長さに沿って血管経路１０４を取り巻く組織のマッピングを含む。放出されたレーザパルスと関心領域内の組織との相互作用は、組織から放散するいくつかの光音響波２４０を生成する。
【００４６】
[0054]  いくつかの実施形態では、測定デバイスは、図１〜図１Ｄ又は図２〜図５に示された測定装置１０２である。センサアレイは、図１Ｃ又は図１Ｄに示されたセンサアレイ１２８のうちのいずれかとすることができる。いくつかの実施形態では、センサは、図１Ａ〜図１Ｄ又は図２〜図５に示されたセンサなどのセンサ１０６であり、ＩＶＵＳトランスデューサ、光音響トランスデューサ、光放出器及び光学受信器を含むことができる。いくつかの実施形態では、センサアレイは、血管経路１０４内を動くときに回転しない。他の実施形態では、センサアレイは、測定デバイスの長軸の周りで回転する。センサアレイは、測定デバイスの回動部分上に配することができる。いくつかの実施形態では、センサは、測定デバイスの周囲に円周方向に配される。
【００４７】
[0055]  ステップ６０６で、方法６００は、レーザパルスと組織との相互作用によって生成された音波をセンサを用いて受信するステップを含むことができる。いくつかの場合には、センサは、従来のＩＶＵＳ機能を用いて超音波を受信するように機能することができる。他の場合には、一部又は全部のセンサは、光音響波を受信するためだけの専用のセンサである。いくつかの実施形態では、センサが、図３及び図４に示されたもののような通信システム２５０によって制御される。別の実施形態では、処理エンジン１３４又はＰＩＭ１１４が、センサアレイ１２８上のセンサを制御する。処理エンジン１３４又はＰＩＭ１１４からセンサにコネクタ２３４を介して信号が送られ、それによって、センサは、音波、超音波信号及び超音波エコー信号などの診断情報を受信する。
【００４８】
[0056]  ステップ６０８で、方法６００は、センサを用いて血管経路１０４内へ超音波信号を送信するステップを含むことができる。超音波信号は、血管経路１０４の壁に向かって送信され、血管経路１０４の壁から偏向され、超音波エコー信号として血管経路１０４を通って伝搬する。
【００４９】
[0057]  ステップ６１０で、方法６００は、超音波エコー信号をセンサを用いて受信するステップを含むことができる。いくつかの実施形態では、センサが、超音波信号だけでなく音波も受信するように動作可能である。ステップ６０８のセンサとステップ６１０のセンサとを組み合わせて単一のセンサとすることができ、又はその代わりに、これらのセンサを別個のセンサとすることもできる。
【００５０】
[0058]  ステップ６１２で、方法６００は、レーザ源アクチュエータを引戻しデバイスと同期させるステップを含む。レーザ源アクチュエータは、図２〜図５のアクチュエータ２３２とすることができ、引戻しデバイスは、図１Ａ、図１Ｂ及び図２〜図５の引戻しデバイス１３８とすることができる。いくつかの実施形態では、レーザ源アクチュエータが、外部レーザ源に接続されており、外部レーザ源を動かすように動作可能であり、引戻しデバイスが、測定デバイスに接続されており、測定デバイスを動かすように動作可能である。ステップ６１２は、レーザ源アクチュエータと引戻しデバイスを通信状態に置くステップを含むことができる。それに加えて又はその代わりに、レーザ源アクチュエータ及び引戻しデバイスは、制御デバイスから送られた信号を介して制御される。
【００５１】
[0059]  ステップ６１４で、方法６００は、レーザ源と測定デバイスとを同期させて動かすステップを含む。いくつかの実施形態では、マッピングルートに沿った異なる位置で光音響波が光音響センサに到達するように、レーザ源と測定デバイスとを互いに対して動かす。いくつかの場合には、レーザ源を、測定デバイスと同じ速度で測定デバイスと同じ動き方向に動かす。測定デバイスを曲がったパスに沿って動かす場合など、他の場合には、レーザ源を、測定デバイスとは異なる速度で測定デバイスとは異なる動き方向に動かす。レーザ源によって生成された音波が測定デバイスによって受信されるようなゾーン内にレーザ源及び測定デバイスが留まるように、レーザ源及び測定デバイスを動かす。
【００５２】
[0060]  方法６００の中で、ステップ６０４、６０６、６０８、６１０、６１２及び６１４を調整することができ、医療手技の所望の成果に基づくさまざまな順序でこれらのステップを実行することができる。例えば、超音波信号の送信及び超音波エコー信号の受信を、方法６００の全体を通じて一定の間隔で実行し、同時に、光音響波の受信を散発的に実施することができる。これは、血管経路１０４をマッピングし、血管経路１０４の区画を取り巻く組織の病気にかかったエリアを抜き取り検査する医療手技で実施されることがある。さらに、ステップ６１２及び６１４は、さまざまな順序で実行されるステップ６０４、６０６、６０８及び６１０の間に実行することができる。例えば、信号の送受信中にレーザ源及び測定デバイスを移動させることができる。いくつかの実施形態では、ステップ６０４、６０６、６０８及び６１０が逐次的に実行される。例えば、信号ノイズを回避し、十分な信号処理を可能にするため、次のステップに進む前に、ステップ６０４、６０６、６０８及び６１０を逐次的に実行する。これは、トランスデューサアレイ内に光音響センサ及び超音波トランスデューサがそれぞれ含まれるシステムで方法６００が使用されるときに有用である。さらに、方法６００のステップは、さまざまな順序で交互に実施することができる。
【００５３】
[0061]  ステップ６１６で、方法６００は、血管経路１０４及び周囲の組織を含む関心領域の画像を、音波及び超音波エコー信号に基づいて生成するステップを含むことができる。いくつかの実施形態では、センサと通信する（図１Ａの処理エンジン１３４などの）処理エンジンが、関心領域の画像を生成する。この画像は、受信したセンサデータに基づく２次元画像と３次元画像の両方を含むことができる。いくつかの場合には、この画像が、血管経路１０４及び周囲の組織のいくつかの２次元断面を含む。
【００５４】
[0062]  ステップ６１８で、方法６００は、関心領域の画像をディスプレイ１１８に出力するステップを含む。このディスプレイ１１８は、コンピュータモニタ、患者インタフェースモジュール１１４（ＰＩＭ）若しくはコンソール１１６上のスクリーン、又は画像を受信及び表示するのに適した他のデバイスを含むことができる。
【００５５】
[0063]  本開示の範囲に含まれる例示的な実施形態では、方法６００は、ステップ６１８の後に、方法のフローがステップ６０２に戻って再開するように繰り返す。方法６００の繰返しは、血管経路及び周囲の組織をマッピングするために利用される。
【００５６】
[0064]  上で説明した装置、システム及び方法をさまざまなやり方で変更することができることを当業者は認識する。したがって、本開示が包含する実施形態は、上で説明した例示的な特定の実施形態だけに限定されないことを当業者は理解する。この点に関して、例示的な実施形態を示し、説明してきたが、上記の開示では、広範囲の変更、改変及び置換が企図される。本開示の範囲から逸脱することなく上記の開示にこのような変形を実施することができることが理解される。したがって、添付の特許請求項は、本開示と矛盾しない形で広く解釈されることが理解される。
【図１Ａ】
2019509858.tif 000003
【図１Ｂ】
2019509858.tif 000004
【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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